專利名稱：一種快速高效的棉籽餅粕脫除棉酚方法
技術領域：
本發明涉及一種快速高效的棉籽餅粕脫除棉酚方法，屬于生物化學領域。
技術背景棉花是錦葵科棉屬植物，原產于亞熱帶。棉籽是棉花作物的種子。2007年 世界棉籽的總產量達4415萬噸，棉籽餅粕是棉籽制油工業中產生的數量巨大的 副產物，我國棉籽餅粕產量很大(約400萬噸/年)，棉籽餅粕是豐富的蛋白來源。 但是棉籽餅粕中的棉酚嚴重影響其作為蛋白資源的利用。棉酚是棉花種子、根、莖中所含的一種多元酚類化合物，棉酚的毒性主要由 活性醛基和羥基引起，作為飼料有害于牲畜，特別是對雄性生殖系統和肝臟的損 害更為嚴重，還會間接地對人類產生毒害作用，因而棉籽粕中的棉酚脫除顯得非 常重要。具有活性羥基及醛基的棉酚稱為游離棉酚(Free Gossypol)，它能被氧化 為變性棉酚，或者同蛋白質、磷脂、糖類結合生成深紅色、褐色、藍綠色直至黑 色的結構復雜的結合棉酚(Bound Gossypol)。最新研究表明變性棉酚和結合棉酚 也具有一定的毒性。而對棉酚的提取常常使用常規有機溶劑浸提，僅能脫除棉籽 粕中的游離棉酚，對其結合棉酚無能為力。 發明內容本發明的目的是克服現有榨油工藝及常用脫除棉籽粕中棉酚的方法，提出一 種工藝簡單，成本低，快速高效的棉籽餅粕脫除棉酚方法，不僅可以脫出棉籽餅 粕中的游離棉酚，而且可以脫出棉籽餅粕中的結合棉酚。實現本發明目的采用的技術方案為一種快速高效的棉籽餅粕脫除棉酚方法， 包括以下步驟:取棉籽餅粕原料，按1:10-l:200g/ml的料液比加入作為脫毒液的強酸濃度 為0. 01-5. Omol/L的強酸性乙醇溶液或弱減質量百分比濃度為0. 01%-80%的弱酸 性乙醇溶液，然后在1-100'C和攪拌速度0-1000r/m的條件下浸提lmin-7h后取 出，分離得濾液，再將濾液中和，定容，靜置5-60min用分光光度法測定棉酚含 量，經分離棉籽餅粕后，將棉籽餅粕干燥，即得到棉酚的脫除率最高可達到98% 以上的棉籽餅粕。在將原料棉籽餅粕加入脫毒液后浸提的過程中，使其處于0—10000W功率的 超聲波或0—80000W功率的微波的作用下。在原料棉籽餅粕脫毒前，先將原料棉籽餅粕進行預處理去除雜質，對原料棉籽餅粕進行預處理依次采用如下步驟粉碎，過篩，用叔丁醇、甲苯、已烷、環 己垸、二異丙醚、6號溶劑或石油醚回流脫脂，干燥。上述作為脫毒液的強酸性乙醇水溶液包括鹽酸、高氯酸、氯酸、次氯酸、氫 氟酸、硝酸、亞硝酸、磷酸、氫溴酸、溴酸、高碘酸、硫酸、磺酸、亞硫酸、硼 酸、植酸、三氯乙酸、三氟乙酸、硫酸氫鈉、硫酸氫鉀、磷酸氫鈉、磷酸二氫鈉、 磷酸氫鉀、磷酸二氫鉀、氯化銨、硝酸銨、硫酸銨、硫酸氫銨或磷酸二氫銨，或 者它們的中兩種或兩種以上混合的乙醇水溶液，提取液為強酸性乙醇溶液時，將 預處理過的棉籽餅粕按1:10-l:200g/ml的料液比加入作為提取液的濃度為 0. 01-5. Omol/L的強酸性乙醇水溶液，在1-IO(TC和攪拌速度為0—1000r/m條件 下浸提l分鐘-7小時后取出。上述作為脫毒液的弱酸性乙醇溶液包括羧酸、羧酸酐或過氧化氫，或者它們 的中兩種或兩種以上混合的乙醇水溶液，提取液為弱酸性乙醇溶液時，將預處理 過的棉籽餅粕，按1:10-l:200g/ml的料液比加入作為提取液的濃度為 0.01%-80%的弱酸，然后在l-100'C和攪拌速度為0—1000r/m條件下浸提1分鐘 -7小時后取出。上述所用強酸性乙醇水溶液或弱酸性乙醇水溶液是將強酸或弱酸與質量百分 比含量為30-100%的乙醇水溶液混和制得。采用分光光度法于378nm測定棉酚含量對用本發明提供的技術方案分離所 得濾液進行定性分析，可知濾液中含有棉酚，378nm是它的特征吸收峰，分光光 度法對得到的棉酚進行含量測定，可知棉酚的脫除率最高可達到98%以上。本發明具有以下優點1. 酸性乙醇溶液不僅可以脫出棉籽餅粕中的游離棉酚，而且可以脫出棉籽餅 粕中的結合棉酚。2. 本發明方法的脫毒效果好，經處理的棉籽餅粕的棉酚脫除率最高可達98% 以上，達到飼料標準要求。經本發明方法處理的棉籽餅粕詞養牲畜可減少棉酚對 家畜雄性生殖系統和肝臟的損害，具有明顯的社會效益。3.本發明方法使用的脫毒劑具有原料易得，易配制，無毒，消耗少等特點， 因此使用本發明方法生產的產品成本相應較低。由上述技術方案可知本發明采用溶劑脫毒方法脫出棉籽餅粕中棉酚，以常用 的酸性乙醇溶液作為脫毒液，脫棉酚條件簡單方便，工藝簡單，成本低，快速高 效。本發明提供的高效脫除棉籽餅粕中棉酚的方法，能大大提高棉籽餅粕的加工 利用的附加值，在工業上有很好的推廣應用前景。
具體實施方式
本發明取棉籽餅粕按1:10-l:200g/ml的料液比加入作為脫毒液的強酸濃度 為0.01-5.0mol/L的強酸性乙醇溶液或弱酸質量百分比濃度為0.01%-80%的弱酸 性乙醇水溶液，其中強酸性乙醇水溶液或弱酸性乙醇水溶液是將強酸或弱酸與質 量百分比含量為30-100%的乙醇水溶液混和制得。然后在l-10(TC和攪拌速度 0-800r/m浸提lmin-7h后取出，分離得濾液，再將濾液中和，定容，靜置，分光 光度法測定棉酚含量，經抽濾分離棉籽餅粕后，將棉籽餅粕干燥，即得到棉酚的 脫除率最高可達到9鄉以上的棉籽餅粕。在棉籽餅粕加入脫毒液后浸提的過程中，使其處于0—10000W功率的超聲波 或0—80000W功率的微波的作用下。將原料棉籽餅粕進行預處理可以使提取效果更好，一般情況下應對原料棉籽 餅粕進行預處理。將原料棉籽餅粕進行預處理，即依次粉碎、過篩、叔丁醇或甲 苯或已烷或環己烷或二異丙醚或6號溶劑或石油醚回流以去掉顆粒雜質和殘余 的油脂，干燥備用。以下通過具體實施例對本發明作進一步說明。實施例1將lg預處理后的棉籽餅粕加入10ml濃度為5mol/L的鹽酸、高氯酸、氯酸、 次氯酸、氫氟酸、硝酸、亞硝酸、磷酸、氫溴酸、溴酸、高碘酸、硫酸、磺酸、 亞硫酸、硼酸、植酸、三氯乙酸、三氟乙酸、硫酸氫鈉、硫酸氫鉀、磷酸氫鈉、 磷酸二氫鈉、磷酸氫鉀、磷酸二氫鉀、氯化銨、硝酸銨、硫酸銨、硫酸氫銨或磷 酸二氫銨，或者它們的中兩種或兩種以上混合后與100%乙醇混和得到的強酸性 乙醇溶液中，放入IOO'C水浴中80000W功率的微波的作用下，脫毒lmin后取出， 真空泵抽濾，分離得濾液，再將濾液中和，定容，靜置，分光光度法測定棉酚含量，測得此條件下棉酚脫除量為3.5mg/g以上(如鹽酸乙醇溶液作為脫毒液時脫 除量為4.9mg/g)。 實施例2將lg預處理后的棉籽餅粕加入200ml濃度為0. Olmol/L的鹽酸、高氯酸、 氯酸、次氯酸、氫氟酸、硝酸、亞硝酸、磷酸、氫溴酸、溴酸、高碘酸、硫酸、 磺酸、亞硫酸、硼酸、植酸、三氯乙酸、三氟乙酸、硫酸氫鈉、硫酸氫鉀、磷酸 氫鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫鉀、磷酸二氫鉀、氯化銨、硝酸銨、硫酸銨、硫酸氫 銨或磷酸二氫銨,或者它們的中兩種或兩種以上混合后與30%乙醇混和得到的強 酸性乙醇溶液中，放入rC水浴中，10000W功率的超聲波作用下脫毒7h后取出， 真空泵抽濾，分離得濾液，再將濾液中和，定容，靜置，分光光度法測定棉酚含 量，測得此條件下棉酚脫除量為3.3mg/g以上(如鹽酸乙醇溶液作為脫毒液時脫 除量為4.7mg/g)。實施例3將lg預處理后的棉籽餅粕加入30ml濃度為0.9mol/L的鹽酸、高氯酸、氯 酸、次氯酸、氫氟酸、硝酸、亞硝酸、磷酸、氫溴酸、溴酸、高碘酸、硫酸、磺 酸、亞硫酸、硼酸、植酸、三氯乙酸、三氟乙酸、硫酸氫鈉、硫酸氫鉀、磷酸氫 鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫鉀、磷酸二氫鉀、氯化銨、硝酸銨、硫酸銨、硫酸氫銨 或磷酸二氫銨，或者它們的中兩種或兩種以上混合后與30 100%乙醇溶液混和 得到的強酸性乙醇溶液中，放入50。C水浴中1000r/min機械攪拌，4h后取出， 真空泵抽濾，分離得濾液，再將濾液中和，定容，靜置，分光光度法測定棉酚含 量，測得此條件下棉酚脫除量為7.16mg/g以上(如鹽酸乙醇溶液作為脫毒液時 脫除量為7.4mg/g)。實施例4將lg預處理后的棉籽餅粕加入10ml質量百分比濃度為80%的羧酸、羧酸酐 或過氧化氫，或者它們的中兩種或兩種以上混合后與30 100%乙醇溶液混和得 到的弱酸性乙醇溶液中，這些酸的一種或幾種混合物乙醇溶液中，放入100'C水 浴中80000W功率的微波的作用下，脫毒lmin后取出，真空泵抽濾，分離得濾液， 再將濾液中和，定容，靜置，分光光度法測定棉酚含量，測得此條件下棉酚脫除 量為5.9mg/g以上(如乙酸乙醇溶液作為脫毒液時脫除量為8.47mg/g)。實施例5將lg預處理后的棉籽餅粕加入200ml質量百分比濃度為10%的羧酸、羧酸 酐或過氧化氫，或者它們的中兩種或兩種以上混合后與70%乙醇溶液混和得到的 弱酸性乙醇溶液中，放入rC水浴中脫毒，脫毒7h后取出，真空泵抽濾，分離 得濾液，再將濾液中和，定容，靜置，分光光度法測定棉酚含量，測得此條件下 棉酚脫除量為4.6mg/g以上(如鹽酸乙醇溶液作為脫毒液時脫除量為8.03mg/g) 經抽濾分離棉籽餅粕后，將棉籽餅粕干燥后，即得到棉酚的脫除率最高可達到 89.65%的棉籽餅粕。實施例6將lg預處理后的棉籽餅粕加入25ml質量百分比濃度為0. 01%的羧酸、羧酸 酐或過氧化氫，或者它們的中兩種或兩種以上混合后與70%乙醇溶液混和得到的 弱酸性乙醇溶液中，放入60'C水浴中IOOOOW功率的超聲波作用下，脫毒30min 后取出，真空泵抽濾，分離得濾液，再將濾液中和，定容，靜置，分光光度法測 定棉酚含量，測得此條件下棉酚脫除量為3.6mg/g以上(如乙酸的乙醇溶液作為 脫毒液時脫除量為5.80mg/g)。實施例7將lg預處理后的棉籽餅粕加入25ml濃度為0.9mol/L的鹽酸、高氯酸、氯 酸、次氯酸、氫氟酸、硝酸、亞硝酸、磷酸、氫溴酸、溴酸、高碘酸、硫酸、磺 酸、亞硫酸、硼酸、植酸、三氯乙酸、三氟乙酸、硫酸氫鈉、硫酸氫鉀、磷酸氫 鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫鉀、磷酸二氫鉀、氯化銨、硝酸銨、硫酸銨、硫酸氫銨 或磷酸二氫銨，或者它們的中兩種或兩種以上混合后與30 100%乙醇溶液混和 得到的強酸性乙醇溶液中，放入60'C水浴中脫毒，脫毒4h后取出，真空泵抽濾 6min，分離得濾液，再將濾液中和，定容，靜置，分光光度法測定棉酚含量，測 得此條件下棉酚脫除量為8.6mg/g以上(如鹽酸乙醇溶液作為脫毒液時脫除量為 8.80mg/g)經抽濾分離棉籽餅粕后，將棉籽餅粕干燥后，即得到棉酚的脫除率最 高可達到98.21%的棉籽餅粕。
權利要求
1.一種快速高效的棉籽餅粕脫除棉酚方法，其特征在于包括以下步驟取棉籽餅粕原料，按1∶10-1∶200g/ml的料液比加入作為脫毒液的強酸濃度為0.01-5.0mol/L的強酸性乙醇水溶液或弱酸質量百分比濃度為0.01％-80％的弱酸性乙醇水溶液，然后在1-100℃和攪拌速度0-1000r/m的條件下浸提1min-7h后取出，分離除去含有棉酚的濾液，即得到脫除棉酚的棉籽餅粕。
2. 根據權利要求1所述快速高效的棉籽餅粕脫除棉酚方法，其特征在于:在步驟 脫毒工藝前，先將原料棉籽餅粕進行預處理去除雜質，對原料棉籽餅粕進行預 處理依次采用如下步驟粉碎，過篩，用叔丁醇、甲苯、已烷、環己烷、二異 丙醚、6號溶劑或石油醚回流脫脂，干燥。
3. 根據權利要求1所述快速高效的棉籽餅粕脫除棉酚方法，其特征在于在棉籽 餅粕中加入脫毒液后浸提的過程中，使其處于0—10000W功率的超聲波或0— 80000W功率的微波的作用下。
4. 根據權利要求1所述快速高效的棉籽餅粕脫除棉酚方法，其特征在于作為提 取液的強酸性乙醇溶液包括鹽酸、高氯酸、氯酸、次氯酸、氫氟酸、硝酸、亞 硝酸、磷酸、氫溴酸、溴酸、高碘酸、硫酸、磺酸、亞硫酸、硼酸、植酸、三 氯乙酸、三氟乙酸、硫酸氫鈉、硫酸氫鉀、磷酸氫鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫鉀、 磷酸二氫鉀、氯化銨、硝酸銨、硫酸銨、硫酸氫銨或磷酸二氫銨，或者它們中 兩種或兩種以上混合的乙醇溶液，脫毒液為強酸乙醇水溶液時，將棉籽餅粕按 1:10-1:200g/ml的料液比加入作為脫毒液的強酸濃度為0. 01-5. 0mol/L的強酸 性溶液乙醇溶液，在1-100'C和攪拌速度為0—1000r/m條件下浸提1分鐘-7 小時后取出。
5. 根據權利要求1所述快速高效的棉籽餅粕脫除棉酚方法，其特征在于作為脫 毒液的弱酸性乙醇水溶液包括羧酸、羧酸酐或過氧化氫，或者它們中兩種或兩 種以上混合的乙醇溶液，脫毒液為弱酸性乙醇水溶液時，將棉籽餅粕按 1:10-l:200g/ml的料液比加入作為脫毒液的弱酸質量百分比濃度為0. 01%-80% 的弱酸，然后在1-IOO'C和攪拌速度為0—1000r/m條件下浸提1分鐘-7小時后 取出。
6. 根據權利要求1或4或5所述快速高效的棉籽餅粕脫除棉酚方法，其特征在于: 強酸性乙醇水溶液或弱酸性乙醇水溶液是將強酸或弱酸與質量百分比含量為 30-100%的乙醇水溶液混和制得。
全文摘要
本發明公開了一種快速高效環保的棉籽餅粕脫除棉酚方法，首先取棉籽餅粕原料，按1∶10-1∶200g/ml的料液比加入作為脫毒液的濃度為0.01-5.0mol/L的強酸性乙醇水溶液或質量百分比濃度為0.01％-80％的弱酸性乙醇水溶液，然后在1-100℃和攪拌速度為0-1000r/m條件下浸提1分鐘-7小時后取出，經抽濾分離棉籽餅粕后，將棉籽餅粕干燥，即得到棉酚的脫除率可達到98％以上的脫毒棉籽餅粕。本發明脫除棉酚工藝簡單，成本低，快速高效環，且所需脫毒劑具有原料易得，易配制，無毒，無污染，消耗少等優點。本發明棉酚脫除率高，達到飼料標準要求，大大提高棉籽餅粕的加工利用的附加值，在工業上有很好的推廣應用前景。
文檔編號A23K1/14GK101253929SQ20081004731
公開日2008年9月3日 申請日期2008年4月14日 優先權日2008年4月14日
發明者吳媛瑾, 王承明, 高潔芬 申請人:華中農業大學